자동차정비기능사 유압식 제동장치 이해 — 압력 계산과 ABS의 고착 방지

유압의 기본은 압력 계산이다. 압력은 단위 면적에 작용하는 힘이므로 P = F/A로 구한다. 마스터 실린더 푸시로드에 120kgf의 힘이 작용하고 피스톤 단면적이 3cm²라면 발생 유압은 120 ÷ 3 = 40kgf/cm²다. 힘과 면적의 단위를 맞춘 뒤 나누는 것이 계산의 출발점이다.

ABS의 역할은 바퀴 고착 방지다. 급제동으로 바퀴가 완전히 멈추면 운전자는 핸들을 돌려도 방향을 바꿀 수 없다. ABS는 각 바퀴의 회전 속도를 감지해 고착 직전에 제동 압력을 조절하고, 바퀴가 약간 미끄러지는 슬립 상태를 유지해 제동력을 낸다. 각 차륜의 유압을 개별적으로 감압·유지·증압하는 방식이며, 좌우 바퀴의 노면 마찰계수가 다를 때도 바퀴별로 압력을 제어해 조종 안정성을 확보한다. 최대 압력을 한꺼번에 가하거나 페달 압력을 그대로 전달하는 방식이 아니며, 목표는 미끄럼 마찰이 아니라 정지 마찰에 가까운 영역을 유지하는 것이다.

전자제어 현가장치(ECS)는 제동장치와 담당이 다르다. ECS 컨트롤 유닛은 감쇄력 제어, 자세 제어, 차고 제어를 맡는다. 휠 속도 제어는 ABS의 기능이므로 ECS의 제어 범위가 아니다. 공기 현가장치는 공기 스프링으로 차체 높이를 일정하게 유지하고, 하중이 변해도 스프링 정수를 자동으로 조정해 고유 진동수를 낮게 일정하게 유지한다. 고유 진동수를 높이는 방향의 설명은 공기 현가장치의 특성과 어긋난다.

조향 계통의 이해도 함께 필요하다. 전자제어 동력 조향장치(EPS)는 저속에서 조향력을 가볍게 하고, 고속이나 험한 길에서는 조향력을 무겁게 해 시미현상을 줄인다. 타이어가 펑크 나거나 험로를 달릴 때는 펌프의 토출압을 높여 조향력을 보강하므로, 토출압을 낮춘다는 설명은 틀리다. 유압식 오일펌프의 플로우컨트롤 밸브는 고속 회전 시 오일량을 줄이고 저속에서 늘려 조향 보조력을 조절한다. 전동식 동력 조향장치는 오일과 오일펌프가 필요 없어 엔진 부하가 줄고 부품 수가 적으며, 유압식보다 연비를 향상시킬 수 있다. 조향장치는 핸들 회전각과 바퀴 선회각의 차이가 작을수록 정밀하므로, 선회차가 크다는 것은 적합한 조건이 아니다. 동력 조향이 무거울 때는 랙 피스톤 손상, 오일 부족, 펌프 결함 같은 유압 계통을 살피고, 백래시는 기어 사이의 유격 현상이므로 무거움의 직접 원인과 구분한다.

차체 진동의 이름도 정리한다. 가로축을 중심으로 앞뒤로 흔들리는 진동은 피칭, 좌우로 흔들리면 롤링, 상하로 뛰면 바운싱, 수직축을 중심으로 돌면 요잉이다. 차륜 정렬의 목적은 직진 복원성 유지, 조향 조작력 경감, 타이어 편마모 방지이며, 조향각을 길게 하는 것은 목적과 거리가 멀다.